對中國山西芮城西侯度舊石器時代遺址的考古研究，說明大約180萬年前人類已開始使用火；約在公元前二千年中國已有氣溫反常的記載；在公元前，東西方都出現了熱學領域的早期學說。中國戰國時代的鄒衍創立了五行學說，他把水、火、木、金、土稱為五行，認為這是萬事萬物的根本。古希臘時期，赫拉克利特提出：火、水、土、氣是自然界的四種獨立元素。這些都是人們對自然界的早期認識。

1714年，華倫海特改良水銀溫度計，定出華氏溫標，建立了溫度測量的一個共同的標準，使熱學走上了實驗科學的道路。經過許多科學家兩百年的努力，到1912年，能斯脫提出熱力學第三定律後，人們對熱的本質才有了正確的認識，並逐步建立起熱學的科學理論。

歷史上對熱的認識，出現過兩種對立的觀點。18世紀出現過熱質說，把熱看成是一種不生不滅的流質，一個物體含有的熱質多，就具有較高的溫度。與此相對立的是把熱看成物質的一種運動的形式的觀點，俄國科學家羅蒙諾索夫指出熱是分子運動的表現。

針對熱質說不能解釋摩擦生熱的困難，許多科學家進行了各種摩擦生熱的實驗，特別是朗福德的實驗，他用鈍鑽頭鑽炮筒，因鑽頭與炮筒內壁摩擦，在幾乎沒產生碎屑的情況下使水沸騰；1840年以後。焦耳做了一系列的實驗，證明熱是同大量分子的無規則運動相聯絡的。

焦耳的實驗以精確的資料證實了邁爾熱功當量概念的正確性，使人們擯棄了熱質說。併為能量守恆定律奠定了實驗基礎。與此同時，熱學的兩類實驗技術——測�